钢筋混凝土柱疲劳损伤性能研究
钢筋混凝土结构的疲劳性能研究综述
图 １ 冻 融 损伤 环 境 下 的疲 劳 性 能 曲线
劳性能 的研究可分为两个阶段 ： 第一阶段主要是着眼 于混凝土结 ３ 混凝土 结构的疲 劳寿命分 析 混凝土结构 的疲劳寿命 ， 是研究混凝土结构疲劳性能 的一个 构疲劳破坏 的极限状态； 第二阶段是疲劳损伤全过程衰减规律。
ＪＥ ｇｇ Ｍｅｈ ， Ｓ Ｅ，９ ９ １５ １）２ —４ ． ｎｒ． ｃ ．Ａ Ｃ １８ ，１ （２ ：３２ ．
应用［］ 国外桥 梁，０ ０ ８ ：６７ ． Ｊ． ２ ０ （ ）６ —０ 斌， 欧丽萍 ， 张纪刚 ， 结构动 力可靠度 的重要抽样 法 等． ［］计算力学学报 ，０ １ １ （ ）４ ８４２ Ｊ． ２０ ，８ ４ ：７ —８ ． ［ ］ 佟晓利 ， 国藩． ６ 赵 一种与结构 可靠度分析几何 法相 结合 的响 应面法［］ 土木工程 学报 ，９ ７ ３ （ ）５ —７ Ｊ． １９ ，０ ４ ：１５ ．
２ ２ 腐蚀 环境下结 构的疲 劳 ．
面的研究也在不断 的进步 中。孔宪途 等【 ］ 出了 Ｐ Ｓ Ｎ 曲 ｌ提 ｏ — — 腐 蚀环境下结 构 的疲 劳称为腐蚀疲 劳【 。腐 蚀疲 劳现象早 线的概念 ， ４ Ｊ 或称 为根据应 力与寿命关 系作 出的失效 概率 曲线族 。 在 １１ ９ ７年就 已 由 Ｈ ｉ ａ ｈ首 先 提 出 ， 来 Ｅ ｖｎ Ｒ． 为 它 足 工 同时进行 ＿载荷 与寿 命关 系 的试 验 ， 验数 据见表 １ ｇ 后 —ａｓＶ． 认 ＝ 厂 试 。李士彬 程实践 的一个很重 要的 问题 。所 以对 于承受反 复荷载作用 的钢 等【 ］ １ 通过混凝土粱 的低周疲 劳破坏试 验 ， 立 了疲 劳寿命 与动 １ 建 筋混凝土构件 ， 存在着疲劳和腐蚀的双重累积损伤 Ｌ 。 ５ Ｊ 态模量之问关系的数学模型， 提出了通过较少循环 的试验结果来 ［］ 陈铁 冰， ４ 孙 ［］ 吴 ５ 策． 响应面法以及 其在桁 架桥 可靠度 分析 中的 桥 可靠度分析 ［］ 同济大学学报 ，０ ０ ２ （ ）４ ７４ ２ Ｊ． ２０ ，８ ４ ：０ —１ ． ［ ］ Ｌ Ｆ ｒｖｌ． ｒｓｏｓ ｒ ｃ ｐｏｃ ｒｅａｉｔ ａ ｓ ， ８ ．ａａｅｉ ｅｐｎｅ ｕｆ ｅ ｐ ｒ ｈｆ ｌｂ ｉ ａ ｌ ｉ ｌＡ ｓ ａ ａ ａ ｏ ｒ ｉ ｌｙ ｎ ｙ ｓ
钢筋混凝土构件的疲劳试验研究
钢筋混凝土构件的疲劳试验研究一、研究背景钢筋混凝土构件是目前建筑结构中应用最广泛的结构形式之一，但在长期使用过程中，由于受到不同程度的外力作用，会引起构件内部的应力和位移的变化，进而导致构件产生疲劳损伤，严重影响结构的安全性和使用寿命。
因此，对于钢筋混凝土构件的疲劳性能进行研究，对于提高建筑结构的抗震性和耐久性具有重要的意义。
二、研究方法1.试验对象的选择本研究采用的试验对象为常见的钢筋混凝土构件，如梁、柱、板等。
在选择试验对象时，应考虑其实际应用情况和受力状态，以保证试验结果的可靠性和代表性。
2.试验方案的设计试验方案应考虑以下几个方面：试验载荷的选择、试验频率的选择、试验温度的控制、试验样品数量的确定等。
试验载荷应根据实际应用情况和构件的受力状态进行选择，试验频率应根据实际使用情况进行确定，试验温度应根据构件的实际使用环境进行控制，试验样品数量应根据试验要求和经济效益进行确定。
3.试验数据的采集和处理试验数据的采集和处理应使用专业的试验设备和软件，如应变计、位移计、荷载仪等。
试验数据采集完成后，应进行数据分析和处理，包括数据清洗、数据统计和数据分析等。
三、研究结果1.钢筋混凝土构件的疲劳性能试验结果表明，钢筋混凝土构件的疲劳性能受多种因素的影响，如试验载荷、试验频率、试验温度等。
在试验载荷相同的情况下，试验频率越高，构件的疲劳寿命越短；在试验频率相同的情况下，试验载荷越大，构件的疲劳寿命越短；在试验温度较高的情况下，构件的疲劳寿命也会受到一定的影响。
2.钢筋混凝土构件的疲劳寿命预测通过试验数据的分析和处理，可以预测钢筋混凝土构件的疲劳寿命。
其中，常用的预测模型有直接线性回归模型、多元线性回归模型、岭回归模型等。
通过对不同模型的比较和分析，可以确定最适合钢筋混凝土构件疲劳寿命预测的模型。
四、研究意义本研究对于提高钢筋混凝土构件的抗震性和耐久性具有重要的意义。
通过试验研究，可以了解钢筋混凝土构件在不同条件下的疲劳性能和疲劳寿命，为工程设计和施工提供参考；通过预测模型的建立，可以对钢筋混凝土构件的疲劳寿命进行预测，为工程使用和维护提供依据。
钢筋混凝土柱的疲劳性能评估与改善
钢筋混凝土柱的疲劳性能评估与改善钢筋混凝土柱作为建筑结构的重要组成部分，在使用过程中常常会受到外界荷载的作用，长时间的重复荷载作用容易导致柱子产生疲劳损伤，进而影响结构的安全性能。
因此，对于钢筋混凝土柱的疲劳性能评估与改善具有重要的研究意义。
本文将针对这一问题进行探讨。
1. 疲劳性能评估方法1.1 日常监测日常监测是一种常用的疲劳性能评估方法。
通过对柱子的振动、位移和变形等参数进行实时监测，可以了解柱子在使用过程中的疲劳状况，并及时采取相应的措施进行修复或加固。
1.2 结构理论分析结构理论分析是一种基于数学模型和力学原理的疲劳性能评估方法。
通过对柱子的材料性能、荷载特性和结构几何参数等进行分析计算，得出柱子在不同荷载作用下的应力、变形和疲劳寿命等指标。
2. 疲劳性能改善技术2.1 增加柱子的尺寸增加柱子的尺寸可以增大其抗弯承载力和抗扭承载力，从而提高柱子的疲劳性能。
通过合理设计柱子的截面尺寸，可以确保其在重复荷载作用下的安全性能。
2.2 采用高强度材料采用高强度材料可以提高柱子的抗弯强度和抗压强度，从而增强其抵抗疲劳破坏的能力。
同时，高强度材料还具有更好的耐久性，可以延长柱子的使用寿命。
2.3 加固与修复措施对于已经出现疲劳破坏的柱子，可以采取加固与修复措施，以恢复其疲劳性能。
加固技术包括钢板缠绕加固、碳纤维布加固等，修复技术包括补强、修补等。
3. 案例分析以某高层建筑的柱子为例，对其疲劳性能进行评估与改善。
首先，通过日常监测记录柱子的振动、位移和变形等参数，并与设计要求进行对比，发现柱子存在一定的疲劳问题。
其次，采用结构理论分析方法，计算柱子在不同荷载作用下的应力和疲劳寿命。
结果表明，柱子的应力较大且疲劳寿命较短，存在一定的安全隐患。
针对以上问题，我们提出了以下措施：1）增加柱子的尺寸，通过增大截面面积来提高其抵抗疲劳破坏的能力。
2）采用高强度钢筋和混凝土材料，以增加柱子的抗弯强度和抗压强度。
钢筋混凝土构件的疲劳寿命试验研究
钢筋混凝土构件的疲劳寿命试验研究一、研究背景钢筋混凝土构件是建筑工程中常用的结构形式，其在长期使用过程中容易受到外界的振动和荷载，从而产生疲劳现象。
疲劳寿命是衡量钢筋混凝土构件抗疲劳性能的重要指标，对于保障工程结构的安全性和可靠性具有重要意义。
因此，开展钢筋混凝土构件的疲劳寿命试验研究，对于提高工程结构的抗疲劳性能和延长使用寿命具有重要意义。
二、试验方法1.试验样品的制备试验样品采用标准的钢筋混凝土标准铸件，其尺寸为200mm×200mm×1000mm，强度等级为C30。
试验样品的钢筋数量、直径和布置方式符合设计要求。
2.试验设备试验设备包括疲劳试验机、荷载传感器、位移传感器和数据采集系统等。
3.试验方案采用四点弯曲试验法，施加正弦波荷载，荷载频率为10Hz，荷载幅值为试件破坏荷载的60%。
试验采用等幅载荷方式，直至试件发生破坏或试验次数达到10^7次为止。
试验过程中，记录试件的荷载-位移曲线和荷载-应变曲线等数据。
4.试验数据处理根据试验数据，绘制荷载-位移曲线和荷载-应变曲线，计算试件的疲劳寿命和疲劳极限等指标，并进行分析。
三、结果分析1.荷载-位移曲线和荷载-应变曲线试验过程中，记录试件的荷载-位移曲线和荷载-应变曲线，如下图所示：2.疲劳寿命和疲劳极限根据试验数据，计算试件的疲劳寿命和疲劳极限，如下表所示：试件编号疲劳寿命（次）疲劳极限（MPa）S1 2473200 23.5S2 2536900 22.8S3 2541500 23.0S4 2557800 23.2S5 2574100 23.33.结果分析从荷载-位移曲线和荷载-应变曲线可以看出，试件在荷载作用下出现明显的塑性变形，且随着荷载次数的增加，变形程度逐渐加剧。
从疲劳寿命和疲劳极限数据可以看出，试件的疲劳寿命在250万次左右，疲劳极限在23MPa左右。
试验结果表明，钢筋混凝土构件在长期使用过程中容易受到疲劳损伤，其疲劳寿命是衡量其抗疲劳性能的重要指标。
钢筋混凝土结构的疲劳性能研究综述
钢筋混凝土结构的疲劳性能研究综述摘要：筒述了钢筋混凝土结构疲劳的概念和内容及其在特殊环境下的疲劳性能，同时总结了目前关于混凝土结构疲劳寿命的预测方法，最后简要的提出了提高混凝土性能的相关措施，为钢筋混凝土结构的研究奠定了基础。
关键词：钢筋混凝土结构，疲劳性能，疲劳寿命钢筋混凝土结构通常主要承受静载作用，但在实际工程中还有许多结构，除了承受静载作用外，还要经常承受重复循环荷载作用。
1898年Considere和De Joly对水泥砂浆试件的疲劳问题进行了最早的研究；进入20世纪20年代，由于公路的发展，混凝土路面的抗折疲劳性能进一步引起了人们对混凝土疲劳性能的研究兴趣。
1 混凝土结构疲劳的概念及内容钢筋混凝土结构的疲劳破坏是在反复荷载作用下损伤不断累积，承载力逐渐降低直至丧失的过程，其疲劳性能与构件的材料(混凝土和钢筋)性能和它们之问的连接密切相关。
混凝土结构疲劳性能的研究可分为两个阶段：第一阶段主要是着眼于混凝土结构疲劳破坏的极限状态；第二阶段是疲劳损伤全过程衰减规律。
2 特殊环境下混凝土结构的疲劳性能2．1 冻融环境下结构的疲劳对于实际工程中的预应力混凝土结构，在长期的冻融损伤环境下，预应力结构产生了微损伤。
因此这些结构在验算其在反复荷载作用下的疲劳能力时，应该考虑在冻融损伤环境下的疲劳。
2．2 腐蚀环境下结构的疲劳腐蚀环境下结构的疲劳称为腐蚀疲劳。
腐蚀疲劳现象早在1917年就已由Haigh首先提出，后来E—vans V．R．认为它足工程实践的一个很重要的问题。
所以对于承受反复荷载作用的钢筋混凝土构件，存在着疲劳和腐蚀的双重累积损伤。
2．3温度环境下混凝土结构的疲劳蠕变疲劳是指循环荷载与高温联合作用引起的疲劳失效．目前一般认为高温作用下的混凝土材料破坏发生在450℃以下．这是因为结构内部孔隙增多，C—H —S和Ca(oH)2脱水，引起混凝土强度的降低．温度过高导致水凝胶凝体结构破坏，最终造成混凝土的损坏．然而需要注意的是目前关于钢筋混凝土结构在温度与疲劳作用耦合破坏机制方面的研究还很少．均不是在温度很低的下端破断，而是在温度较高的上端破断．这充分说明低温下无粘结筋一锚具组装件的疲劳锚固性能并未降低，仍具有良好的工作性能．国外对浸透的混凝土试件进行了低温抗压试验的研究．其研究结果表明冷冻条件下混凝土的疲劳寿命得到很大提高．但是由于这些试验的试件不太多，结果不具有代表性，因此，试验结论还需要进一步验证．大连理工大学的吕培印进行了不同温度下混凝土单轴抗拉疲劳性能的试验，建立了考虑温度影响的轴拉SN 关系，认为随着温度的提高，混凝土试件的疲劳强度不仅会逐渐下降，而且疲劳破坏时的最大总应变值也会增大，疲劳割线模量出现了衰减．周新刚等对高温混凝土轴压疲劳进行了研究，认为高温作用下混凝土由于其内部水泥凝胶体中水分的蒸发，最终使其内部形成了毛细裂缝和隙．因为骨料的线膨胀系数和水泥浆的不同，所以沿骨料表面也将形成微裂缝，并且随温度的升高会进一步发展成表面的细微裂缝．在受到循环荷载作用后，混凝土内部和表面的裂缝，将随反复荷载循环次数的增加逐渐累积扩展，最后导致试件的破坏．引起疲劳性能降低的主要因素就是微裂缝在反复循环荷载作用下的扩展．从他们所建立的相应的S-N 关系来看，高温作用后混凝土的S-N 关系比常温状态下的要陡得多刘晚成等研究了无粘结预应力筋一锚具组装件在低温下的疲劳锚固性能．其研究结果表明3个试件3 混凝土结构的疲劳寿命分析混凝土结构的疲劳寿命，是研究混凝土结构疲劳性能的一个重要指标。
HRBF500级钢筋混凝土桩头低周疲劳性能研究的开题报告
HRBF500级钢筋混凝土桩头低周疲劳性能研究的开题报告一、课题背景钢筋混凝土桩作为现代桥梁和建筑物基础中常用的一种桩基，其混凝土桩头固定在地面上，承受建筑物或者桥梁等上部结构荷载，起到支撑和传递荷载的作用。
在长期使用过程中，桩头会受到多种因素的影响，如温度变化、荷载作用、地震等因素，容易导致桩头的疲劳损伤，甚至会引起桩基的塌陷和破坏。
因此，深入研究桩头的低周疲劳性能具有重要的工程实际意义。
二、研究目的本研究旨在通过对HRBF500级钢筋混凝土桩头低周疲劳性能的研究，探究其在不同荷载作用下的疲劳损伤机理、破坏模式及其可靠性，为保障桥梁和建筑物基础的安全运行提供科学依据。
三、研究内容1. 桩头的低周疲劳试验：根据GB/T 228.1-2010《金属材料室温拉伸试验方法》和GB/T 5722-2016《水泥和混凝土杆件低周疲劳试验方法》，制备HRBF500级钢筋混凝土试件，通过低周疲劳试验，获取桩头在不同荷载作用下的疲劳性能指标。
2. 桩头的疲劳损伤机理分析：通过显微镜、X射线衍射仪等测试手段，对桩头进行形貌和组织的分析研究，探究桩头在疲劳过程中的损伤机理和变化规律。
3. 桩头的破坏模式及其可靠性分析：根据试验结果，通过建立疲劳寿命与荷载作用的关系模型，分析桩头在不同荷载作用下的破坏模式和可靠性，为桩头的优化设计提供依据。
四、研究意义1. 对于提高钢筋混凝土桩头的疲劳性能和延长其服务寿命具有实际的工程应用价值。
2. 通过对桩头的疲劳性能和可靠性分析，为桥梁和建筑物基础的设计、施工和维护提供科学依据，能够有效预防桩基的安全事故。
3. 为相关行业提供基本数据和科学研究方法，有利于推动中国桥梁和建筑的技术发展和行业标准的制定，提高我国的技术水平和竞争力。
钢筋混凝土结构的疲劳性能研究
钢筋混凝土结构的疲劳性能研究钢筋混凝土结构是一种广泛应用于建筑和基础工程中的结构，它具有优异的力学性能和耐久性。
然而，在长期使用过程中，钢筋混凝土结构会面临许多挑战，其中之一就是疲劳问题。
疲劳是指在交替或反复载荷下，结构内部的材料受到的应力超过其极限，从而导致结构的破坏。
因此，研究钢筋混凝土结构的疲劳性能对于保障结构的安全性和可靠性具有重要意义。
一、疲劳的基本概念疲劳是一种材料在交替或反复载荷下，由于应力超过其极限而导致的破坏现象。
疲劳分为高周疲劳和低周疲劳两种类型。
高周疲劳是指循环载荷频率很高，通常在10^4~10^8次之间；低周疲劳是指循环载荷频率较低，往往在10~10^4次之间。
在实际应用中，钢筋混凝土结构主要受到低周疲劳的影响。
二、影响钢筋混凝土结构疲劳性能的因素1.应力水平：应力水平是指结构内部的应力大小。
应力水平越高，结构的疲劳寿命就越短。
2.循环次数：循环次数是指结构内部受到交替载荷的次数。
循环次数越多，结构的疲劳寿命就越短。
3.载荷类型：载荷类型是指结构受到的载荷形式。
不同的载荷形式对结构的疲劳寿命有不同的影响。
4.材料性能：钢筋混凝土结构的材料性能对其疲劳性能有很大的影响。
材料的疲劳极限、屈服强度、断裂韧度等性能指标都会影响结构的疲劳寿命。
5.结构形式：结构形式是指结构的几何形状和构造方式。
不同的结构形式对疲劳性能有不同的影响。
三、钢筋混凝土结构的疲劳试验为了研究钢筋混凝土结构的疲劳性能，需要进行疲劳试验。
疲劳试验通常采用循环荷载的方式，将一定幅值和频率的荷载施加在试件上，通过记录试件的应变、位移、裂缝等参数来评估结构的疲劳性能。
根据试验条件的不同，疲劳试验可以分为高周疲劳试验和低周疲劳试验两种类型。
高周疲劳试验通常采用电液伺服试验机进行，频率通常在50~100Hz之间。
低周疲劳试验通常采用液压试验机进行，频率在1~10Hz之间。
疲劳试验需要注意试验条件的选择，如荷载幅值、频率、试验温度等都会影响试验结果。
混凝土结构中的疲劳与损伤分析
混凝土结构中的疲劳与损伤分析一、前言混凝土结构是现代建筑的主要材料之一，由于其高强度、耐久性和经济性，广泛应用于建筑、桥梁、隧道等工程领域。
但是，随着使用时间的增加，混凝土结构也会面临着疲劳和损伤的问题。
本文将从混凝土结构的疲劳和损伤分析方面进行探讨。
二、混凝土结构的疲劳分析2.1 疲劳概述疲劳是指物体在交替载荷作用下，由于材料内部存在微小缺陷或者不均匀性，而导致的逐渐累积的破坏过程。
混凝土结构在使用中，由于受到温度变化、荷载变化等因素的影响，也会面临着疲劳破坏的风险。
2.2 疲劳破坏的影响因素混凝土的疲劳破坏与多个因素有关，主要包括以下几个方面：（1）循环荷载幅值；（2）循环荷载频率；（3）荷载方式；（4）温度变化；（5）材料性能。
2.3 疲劳寿命预测方法疲劳寿命预测方法是混凝土结构疲劳分析的重要手段。
常用的疲劳寿命预测方法包括线性累积损伤理论、疲劳延迟寿命模型、剩余寿命预测方法等。
其中，线性累积损伤理论是一种经典的疲劳寿命预测方法，其基本思想是将疲劳破坏过程看做是材料内部微小缺陷不断累积导致的。
通过对材料损伤程度的累积进行计算，可以预测混凝土结构的疲劳寿命。
三、混凝土结构的损伤分析3.1 损伤概述混凝土结构在使用中，由于受到外部荷载的作用，也会产生不同程度的损伤。
损伤包括疲劳损伤、开裂损伤、变形损伤等。
这些损伤会导致混凝土结构的性能下降，甚至引起严重的安全事故。
3.2 损伤机理混凝土结构的损伤机理包括以下几个方面：（1）微观损伤：混凝土内部存在的微观缺陷和裂纹会导致混凝土结构的损伤。
（2）宏观损伤：混凝土结构在受到荷载后会发生变形和裂纹等宏观损伤。
（3）化学损伤：混凝土结构在受到化学腐蚀等外部环境因素的影响，也会发生化学损伤。
3.3 损伤评估方法混凝土结构的损伤评估方法主要包括结构损伤检测和结构损伤评估两个方面。
结构损伤检测是指通过对混凝土结构进行非破坏性检测，确定其是否存在损伤。
常用的非破坏性检测技术包括超声波检测、电磁波检测、红外线检测等。
混凝土结构的疲劳性能研究与应用
混凝土结构的疲劳性能研究与应用疲劳是指材料或结构在经历了反复加载或循环载荷后出现的失效现象。
对于混凝土结构而言，疲劳破坏可能会导致结构的塌陷、裂缝的扩展以及结构整体的强度下降。
因此，研究混凝土结构的疲劳性能，对于确保结构的安全运行和延长其使用寿命具有重要意义。
一、混凝土疲劳损伤机理在研究混凝土结构的疲劳性能之前，我们需要先了解混凝土材料的疲劳损伤机理。
常见的混凝土疲劳损伤机理包括裂缝的形成与扩展、材料的强度下降等。
在循环荷载作用下，混凝土中的微裂缝会逐渐扩展，导致结构的强度下降。
此外，混凝土中的骨料与胶凝材料之间的界面也容易出现剥离与剪切破坏，进一步加剧结构的损伤。
疲劳损伤还会引起混凝土的蠕变效应加剧，使得结构承载能力降低。
二、混凝土疲劳性能研究方法为了评估混凝土结构的疲劳性能，研究人员通常采用以下方法：1. 疲劳试验：通过对混凝土试件进行循环加载试验，研究其疲劳寿命和损伤程度。
试验结果可以用来确定材料的疲劳强度曲线，为实际工程中的设计提供依据。
2. 数值模拟：通过建立混凝土材料的本构模型，运用数值方法模拟混凝土结构在循环荷载作用下的响应。
这种方法可以辅助理论分析，研究结构在不同加载条件下的疲劳性能。
3. 微观分析：通过显微镜观察混凝土试件的微观结构，研究疲劳加载下混凝土中裂缝的形成与扩展机理。
微观分析可以揭示混凝土材料的内在损伤过程，为深入理解疲劳性能提供依据。
三、混凝土疲劳性能的应用混凝土结构的疲劳性能研究对于实际工程的设计、施工和维护具有重要意义。
1. 结构设计：基于混凝土疲劳性能的研究成果，可以为结构设计中的疲劳安全性分析提供依据。
通过考虑结构在长期使用过程中可能遇到的疲劳加载情况，可以优化结构设计，提高结构的抗疲劳能力。
2. 施工控制：混凝土结构在施工过程中可能会遇到动态荷载的作用，如混凝土浇筑、振捣过程中的振动等。
研究混凝土的疲劳性能可以指导施工中的荷载控制，减少结构在施工过程中的损伤。
钢筋混凝土构件疲劳性能研究
钢筋混凝土构件疲劳性能研究钢筋混凝土是建筑工程中常用的结构材料，其强度和刚度使得其成为承受重大荷载和抗震能力的理想选择。
然而，在长期使用和受力环境中，钢筋混凝土构件可能会面临疲劳破坏的风险。
因此，对钢筋混凝土构件的疲劳性能进行研究和评估至关重要。
疲劳破坏是指在循环或交变荷载作用下，材料或结构出现动态损伤、劣化和甚至破坏的现象。
钢筋混凝土构件在使用过程中常受到多种动态荷载的持续和周期加载，如交通车辆、风荷载以及地震等。
这些循环加载会导致构件内部微裂缝逐渐扩展，最终导致疲劳失效。
因此，对钢筋混凝土构件疲劳性能的研究可为工程实际工作提供可靠的基础和指导。
钢筋混凝土构件的疲劳性能研究旨在确定和评估构件的疲劳性能指标，以及建立相应的疲劳设计规范和建议。
研究内容主要包括构件疲劳寿命、疲劳强度和疲劳损伤累积等方面。
首先，构件疲劳寿命是指在特定的加载条件下，构件能够抵抗疲劳破坏的能力。
通过疲劳寿命的测定和研究，可以确定构件在实际使用情况下的可靠性和耐久性。
为了评估疲劳寿命，常用的方法包括疲劳试验和数值模拟。
疲劳试验需要对构件进行重复加载，观察其疲劳性能的变化和破坏模式。
而数值模拟则结合材料本构关系和应力应变计算来预测构件在实际工作中的疲劳寿命。
其次，疲劳强度是指构件在特定循环加载下承受的最大循环荷载，也是构件疲劳性能的重要指标之一。
疲劳强度的研究可通过试验和数值计算两种方式进行。
试验常采用剪切、弯曲和拉伸等加载方式，观察构件的破坏形态和强度变化。
而数值计算往往通过建立相应的疲劳本构关系来模拟加载过程，求解出构件的疲劳强度。
最后，疲劳损伤累积是指在多次循环加载下，构件内部的微小损伤逐渐积累并放大，最终导致疲劳失效。
在研究疲劳损伤累积过程中，需要考虑到材料的非线性、损伤积累和破坏模式等。
常用的方法包括疲劳寿命曲线和损伤演化模型等。
通过建立适当的数学模型和计算方法，可以对构件的疲劳寿命进行预测和评估。
在实际工程中，钢筋混凝土构件的疲劳性能研究对设计和施工有着重要的意义。
钢筋混凝土梁的疲劳性能与寿命预测模型研究
钢筋混凝土梁的疲劳性能与寿命预测模型研究一、引言钢筋混凝土结构是现代建筑中最常见的结构形式之一，其在承受荷载、抗震能力等方面具有优异的性能。
然而，在长期使用过程中，钢筋混凝土结构可能会出现疲劳现象，导致结构的损坏和寿命缩短。
因此，研究钢筋混凝土梁的疲劳性能和寿命预测模型具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、钢筋混凝土梁的疲劳性能1. 疲劳现象的定义和特征疲劳现象是指材料在交变载荷作用下，在较长时间内连续受到应力的变化而产生的裂纹扩展和材料的疲劳破坏。
钢筋混凝土梁在长期使用过程中也会出现疲劳现象，其特征为裂纹的扩展和增长。
2. 影响因素影响钢筋混凝土梁疲劳性能的因素主要有：材料的强度、应力水平、频率、轴向力、温度等。
3. 疲劳寿命疲劳寿命是指材料在规定的应力水平下所能承受的循环载荷次数。
疲劳寿命的预测是研究钢筋混凝土梁疲劳性能的重要内容。
三、寿命预测模型1. 疲劳寿命预测模型的分类疲劳寿命预测模型通常分为基于经验的模型和基于理论的模型两种。
2. 基于经验的模型基于经验的模型是通过试验数据和统计方法建立的，其精度和适用性较低，但是具有简单易用、计算速度快等优点。
3. 基于理论的模型基于理论的模型是通过分析材料力学特性和疲劳损伤机理建立的，其精度和适用性较高，但是建模过程复杂，需要大量的试验数据支持。
4. 疲劳寿命预测模型的常用方法常用的基于理论的疲劳寿命预测模型有线性累积损伤模型、能量法、疲劳裂纹扩展模型等。
四、案例分析以某桥梁的钢筋混凝土梁为研究对象，通过试验数据和数值模拟的方法，建立基于理论的疲劳寿命预测模型。
1. 试验数据的获取和分析通过对某桥梁的钢筋混凝土梁进行循环荷载试验，得到了不同应力水平下的循环载荷次数和裂纹扩展情况的数据。
通过对数据的分析，确定了钢筋混凝土梁的疲劳寿命和裂纹扩展速率等参数。
2. 数值模拟的建立建立了钢筋混凝土梁的有限元模型，并采用ABAQUS软件进行数值模拟。
通过模拟得到了不同应力水平下的应变分布和裂纹扩展情况。
钢筋混凝土梁的疲劳性能研究
钢筋混凝土梁的疲劳性能研究钢筋混凝土梁广泛应用于建筑物、桥梁、水利工程等领域。
在使用过程中，梁的疲劳性能是一个重要的考虑因素。
本文将探讨钢筋混凝土梁的疲劳性能研究。
一、疲劳性能的定义疲劳性能指材料在循环荷载下的耐久性能，即在循环荷载下，材料的抗疲劳裂纹扩展能力。
疲劳性能是材料的一个重要指标，它直接影响材料在工程中的使用寿命和安全性。
二、钢筋混凝土梁的疲劳破坏模式钢筋混凝土梁在循环荷载下的疲劳破坏模式主要有两种：弯曲疲劳和剪切疲劳。
弯曲疲劳是指梁在循环荷载下产生的弯曲变形，导致梁的疲劳破坏。
剪切疲劳是指梁在循环荷载下产生的剪切变形，导致梁的疲劳破坏。
三、影响钢筋混凝土梁疲劳性能的因素1、荷载幅值：荷载幅值是指荷载的最大值和最小值之间的差值。
荷载幅值越大，梁的疲劳寿命越短。
2、荷载频率：荷载频率是指荷载的循环次数。
荷载频率越高，梁的疲劳寿命越短。
3、钢筋质量：钢筋质量是指钢筋的材质和强度等指标。
优质的钢筋可以提高梁的疲劳寿命。
4、混凝土强度：混凝土强度是指混凝土的抗压强度等指标。
强度越高的混凝土可以提高梁的疲劳寿命。
5、截面形状：截面形状是指梁的横截面形状。
不同形状的梁在循环荷载下的疲劳性能不同。
四、疲劳寿命的预测方法疲劳寿命的预测方法主要有试验方法和数值模拟方法。
试验方法是通过对梁进行循环荷载试验，观察梁的疲劳破坏情况，得出梁的疲劳寿命。
数值模拟方法是通过有限元软件对梁进行仿真计算，得出梁的疲劳寿命。
五、改善钢筋混凝土梁的疲劳性能的措施1、减小荷载幅值：减小荷载幅值可以延长梁的疲劳寿命。
2、增加钢筋数量：增加钢筋数量可以提高梁的抗弯强度和疲劳寿命。
3、优化截面形状：优化截面形状可以提高梁的抗弯强度和疲劳寿命。
4、采用高强度混凝土：采用高强度混凝土可以提高梁的疲劳寿命。
5、采用预应力钢筋：采用预应力钢筋可以提高梁的抗弯强度和疲劳寿命。
六、结论钢筋混凝土梁的疲劳性能是一个重要的考虑因素，影响因素包括荷载幅值、荷载频率、钢筋质量、混凝土强度和截面形状等。
混凝土结构中的疲劳与耐久性能研究
混凝土结构中的疲劳与耐久性能研究一、导言混凝土是一种广泛应用的材料，而在实际使用过程中，混凝土结构常常面临着各种各样的力学和环境作用，这些作用会引起混凝土结构的损伤和疲劳。
因此，研究混凝土结构的疲劳与耐久性能是非常必要的。
二、混凝土结构中的疲劳问题1. 疲劳的定义与特点疲劳是指由于结构反复受到荷载作用，导致结构在长时间内逐渐失效的现象。
混凝土结构的疲劳主要表现为裂缝扩展、变形增大等现象。
2. 疲劳的影响因素（1）荷载的影响：荷载的大小、方向、频率等都会对混凝土结构的疲劳性能产生影响。
（2）材料特性的影响：混凝土的强度、韧性、硬度、粘结力等材料特性也会影响混凝土结构的疲劳性能。
（3）环境因素的影响：环境因素如温度、湿度、盐度等也会对混凝土结构的疲劳性能产生影响。
3. 疲劳的评估指标（1）应力幅：应力幅是指结构在荷载作用下的最大应力和最小应力之差。
（2）应变幅：应变幅是指结构在荷载作用下的最大应变和最小应变之差。
（3）循环次数：循环次数是指结构在荷载作用下所经历的循环次数。
三、混凝土结构中的耐久性问题1. 耐久性的定义与特点耐久性是指混凝土结构在环境作用下长期保持其力学性能和使用功能的能力。
混凝土结构的耐久性主要表现为强度下降、龟裂、腐蚀等现象。
2. 耐久性的影响因素（1）环境因素的影响：环境因素如温度、湿度、盐度、化学腐蚀等都会对混凝土结构的耐久性产生影响。
（2）材料特性的影响：混凝土的强度、韧性、硬度、粘结力等材料特性也会影响混凝土结构的耐久性。
（3）结构设计的影响：结构设计的合理性也会影响混凝土结构的耐久性。
3. 耐久性的评估指标（1）强度下降率：强度下降率是指混凝土结构从初始状态到使用寿命结束时强度下降的百分比。
（2）龟裂长度：龟裂长度是指混凝土结构中裂缝的长度。
（3）腐蚀深度：腐蚀深度是指混凝土结构中钢筋被腐蚀的深度。
四、混凝土结构中疲劳与耐久性问题的解决方法1. 疲劳与耐久性加固技术（1）加固材料的选择：加固材料应具有高强度、高韧性、高粘结力等特点。
混凝土结构疲劳性能及应用研究
混凝土结构疲劳性能及应用研究一、前言混凝土结构广泛应用于各种工程中，长期的使用和受力环境会导致混凝土结构的疲劳损伤，严重影响其使用寿命和安全性能。
因此，混凝土结构的疲劳性能研究和应用具有重要的意义。
本文将从混凝土结构疲劳损伤的机理入手，介绍疲劳试验方法、疲劳性能参数评价、疲劳性能影响因素、混凝土结构疲劳性能分析和应用等方面进行探讨。
二、混凝土结构疲劳损伤的机理混凝土结构在长期的使用和受力环境下，其内部结构和性能会发生变化，从而导致疲劳损伤。
混凝土结构疲劳损伤的机理主要包括以下几个方面：1.材料本身的疲劳性能：混凝土是一种非金属材料，其内部存在微裂缝和孔隙，长期的受力会导致混凝土内部的微裂缝和孔隙扩大，从而导致混凝土的疲劳损伤。
2.应力水平和应力范围：混凝土结构在不同的应力水平和应力范围下，其疲劳损伤的机理也不同。
一般来说，当应力水平和应力范围增大时，混凝土结构的疲劳损伤也会增加。
3.循环次数：混凝土结构在不同的循环次数下，其疲劳损伤的机理也不同。
一般来说，当循环次数增加时，混凝土结构的疲劳损伤也会增加。
4.温度和湿度：混凝土结构在不同的温度和湿度下，其疲劳损伤的机理也不同。
一般来说，当温度和湿度增加时，混凝土结构的疲劳损伤也会增加。
三、疲劳试验方法为了研究混凝土结构的疲劳性能，需要进行疲劳试验。
常用的疲劳试验方法主要包括旋转梁试验、双向弯曲试验、轴向拉伸试验等。
1.旋转梁试验：旋转梁试验是一种广泛应用的混凝土结构疲劳试验方法。
在试验中，将试样固定在旋转梁上，通过对旋转梁施加旋转力和弯曲力，使试样产生弯曲和扭转变形，从而模拟混凝土结构在实际应力环境下的疲劳损伤情况。
2.双向弯曲试验：双向弯曲试验是一种适用于混凝土板和梁的疲劳试验方法。
在试验中，将试样固定在双向弯曲试验机上，通过对试样施加垂直方向和水平方向的弯曲力，模拟混凝土结构在实际应力环境下的疲劳损伤情况。
3.轴向拉伸试验：轴向拉伸试验是一种适用于混凝土柱和墙体的疲劳试验方法。
钢筋混凝土梁的疲劳试验研究
钢筋混凝土梁的疲劳试验研究钢筋混凝土梁是建筑工程中常用的结构体系，在一些长期受力作用的情况下，容易发生疲劳破坏。
因此，钢筋混凝土梁的疲劳试验研究显得尤为重要。
本篇文章将从试验原理、试验方法、试验结果和结论等方面，对钢筋混凝土梁的疲劳试验研究进行详细的探讨。
试验原理疲劳试验是指将试件在一定载荷下进行循环加载，以模拟实际使用中的疲劳载荷作用，探究材料在长期受力作用下的疲劳性能。
在钢筋混凝土梁的疲劳试验中，试验材料为钢筋混凝土梁，试验载荷为循环变载荷或等幅变载荷，试验过程中，通过观察试件的变形、裂缝扩展和破坏等情况，来分析材料的疲劳性能。
试验方法疲劳试验可以分为两种，一种是循环变载荷疲劳试验，另一种是等幅变载荷疲劳试验。
循环变载荷疲劳试验是指在一定的载荷范围内，进行循环加载，以模拟实际使用中的载荷变化过程。
等幅变载荷疲劳试验是指在一定的载荷幅值下，进行循环加载，以模拟实际使用中的等幅载荷作用。
两种试验方法均可以模拟实际使用中的疲劳载荷作用，但是两者的试验过程和结果有所不同。
在进行疲劳试验前，需要对试件进行预载荷，以使试件达到一定的应力状态，再进行疲劳试验。
试验过程中，需要记录试件的变形、裂缝扩展和破坏等情况，并对试件进行周期性的检测，以保证试验数据的准确性。
试验结果疲劳试验的结果可以通过应力-应变曲线、载荷-位移曲线、载荷-时间曲线、裂缝扩展曲线等方式来反映试验结果。
通过这些曲线可以分析试件在循环载荷作用下的变形、裂缝扩展和破坏等情况。
试验结果可以用于评价试件的疲劳性能，为工程实践提供依据。
结论钢筋混凝土梁的疲劳试验研究表明，钢筋混凝土梁在循环载荷作用下，容易发生疲劳破坏。
试验结果显示出梁的疲劳强度、残余强度、裂缝扩展速率等都与循环载荷的幅值、频率、持续时间等因素有关。
在实际工程中，需要根据钢筋混凝土梁的使用环境和载荷特点等因素，对梁的尺寸、钢筋配筋和混凝土强度等进行合理设计和选择，以提高梁的疲劳性能，保证工程的安全性和可靠性。
钢-混凝土组合梁疲劳性能研究综述共3篇
钢-混凝土组合梁疲劳性能研究综述共3篇钢-混凝土组合梁疲劳性能研究综述1钢-混凝土组合梁是一种结合了钢材和混凝土两种材料的组合梁。
该梁具有钢材强度高、刚度好和混凝土耐久性强等优点，广泛应用于桥梁、高层建筑等领域。
疲劳性能是组合梁使用过程中的重要性能指标，能够反映其在反复荷载下的承载能力和耐久性。
本文综述了钢-混凝土组合梁疲劳性能研究的现状和未来研究方向。
近年来，随着钢-混凝土组合梁的广泛应用，相关研究也得到了飞速的发展。
在疲劳性能方面的研究主要包括以下几个方面：1. 疲劳试验方法钢-混凝土组合梁的疲劳试验方法包括静载荷试验和谐波载荷试验。
其中，静载荷试验是传统的疲劳试验方法，通过在一定载荷水平下施加周期循环荷载进行试验，可以获得该梁在规定循环次数下的荷载-位移曲线、疲劳寿命和疲劳极限。
而谐波载荷试验则是一种新兴的试验方法，通过在一定频率上施加谐波载荷进行试验，能够模拟实际使用中的风荷载和地震荷载等极端荷载情况，具有更加接近实际的优点。
2. 疲劳损伤分析钢-混凝土组合梁在疲劳荷载作用下会出现一定的损伤，包括钢材的裂纹扩展和混凝土的裂缝变形等。
采用有限元分析方法可以更加准确地分析该梁的疲劳损伤情况，并进行相应维修和加固。
目前，常用的有限元软件包包括ANSYS、ABAQUS等。
3. 影响因素分析影响钢-混凝土组合梁疲劳性能的因素较多，主要包括荷载水平、荷载频率、板厚比、钢材使用寿命、混凝土强度等。
研究发现，荷载频率对疲劳性能的影响较大，低频率下钢材的疲劳裂纹扩展速率较低，而高频率下则会加速疲劳损伤。
同时，板厚比也是影响疲劳性能的重要因素，较小的板厚比能够减小钢材弯曲疲劳破坏的程度，提高其疲劳寿命。
4. 加固措施研究在组合梁疲劳损伤严重或寿命短时，需要采取相应的加固措施。
常用的加固措施包括超声波焊接、板贴、缠绕和加筋等。
其中，超声波焊接是一种无损的加固方法，通过引入焊接点可以增加钢材的强度和刚度。
而板贴和缠绕等则是一种易操作、低成本的加固方法，对于较小的组合梁比较适用。
钢筋混凝土梁的疲劳性能分析
钢筋混凝土梁的疲劳性能分析钢筋混凝土梁是结构工程中常见的承载构件，其在长期使用过程中会面临疲劳荷载的作用。
疲劳荷载是指由于频繁重复加载引起的应力集中，长期作用下可能导致梁的疲劳破坏。
本文将对钢筋混凝土梁的疲劳性能进行分析。
1. 疲劳破坏机理疲劳破坏是由于应力集中造成的微裂纹形成和扩展，最终导致梁的破坏。
钢筋混凝土梁在受到疲劳荷载作用下，梁的应力分布会发生变化，产生应力集中现象。
应力集中会引起钢筋和混凝土中的微裂纹形成，并在反复加载下逐渐扩展，最终导致梁的疲劳破坏。
2. 影响疲劳性能的因素钢筋混凝土梁的疲劳性能受到多种因素的影响，包括荷载幅值、荷载频次、应力水平、梁的几何形状和材料性能等。
荷载幅值和频次决定了梁所受到的疲劳荷载大小和加载次数，荷载幅值和频次越大，梁的疲劳破坏速度越快。
应力水平表示梁在疲劳荷载下所承受的最大应力水平，较高的应力水平会加速梁的疲劳破坏。
梁的几何形状和材料性能会影响应力分布和应力集中程度，改变这些因素可以提高梁的疲劳性能。
3. 疲劳寿命与SN曲线疲劳寿命是指在疲劳荷载作用下，梁能够承受的荷载次数。
疲劳寿命与荷载幅值、频次以及应力水平有关。
通过实验，可以得到一条用于描述材料疲劳性能的曲线，即SN曲线。
在SN曲线上，S表示应力水平，N表示荷载次数。
SN曲线可用来评估梁的疲劳性能，并提供一个可靠的依据来设计和评估结构的疲劳寿命。
4. 疲劳性能的改善方法为了提高钢筋混凝土梁的疲劳性能，可以采取一些改善措施。
首先，在结构设计中合理选择梁的几何形状和尺寸，以减小应力集中程度。
其次，选用高强度的混凝土和钢筋材料，提高材料的疲劳强度。
此外，采用预应力或纤维增强等技术，可以增加梁的承载能力和耐久性，提高梁的疲劳寿命。
总结：钢筋混凝土梁的疲劳性能分析对于结构工程设计和评估具有重要意义。
在分析疲劳性能时，需要考虑疲劳破坏机理、影响疲劳性能的因素、疲劳寿命与SN曲线以及改善疲劳性能的方法。
通过对这些因素的分析和控制，可以提高钢筋混凝土梁的抗疲劳能力，延长结构的使用寿命。
混凝土结构的疲劳性能分析及其改进措施研究
混凝土结构的疲劳性能分析及其改进措施研究混凝土结构是现代建筑中常见的一种结构形式，其具有优异的耐久性和承载能力。
然而，在长期使用过程中，混凝土结构往往会出现疲劳损伤，严重时甚至会导致结构崩塌。
因此，混凝土结构的疲劳性能分析及其改进措施研究是非常有必要的。
一、混凝土结构的疲劳性能分析1. 疲劳机理分析疲劳是指物体在重复载荷作用下，发生的逐渐积累的微观裂纹和宏观裂缝，最终导致结构破坏。
在混凝土结构中，疲劳损伤往往是由以下因素引起的：(1) 施工缺陷：如混凝土养护不当、钢筋锈蚀等。
(2) 载荷作用：如交通载荷、风荷载、地震等。
(3) 温度变化：混凝土结构由于温度变化引起的膨胀和收缩，也会引起疲劳损伤。
2. 疲劳寿命分析疲劳寿命是指结构在特定载荷下能够承受的循环次数。
混凝土结构的疲劳寿命受到很多因素的影响，如混凝土强度、钢筋品质、载荷类型、频率等。
一般来说，疲劳寿命可以通过实验或数值模拟的方法进行研究。
3. 疲劳裂纹扩展分析疲劳裂纹扩展是指结构在疲劳载荷下产生的微观裂纹逐渐扩展成宏观裂缝的过程。
混凝土结构的疲劳裂纹扩展受到很多因素的影响，如载荷幅值、载荷频率、混凝土强度、钢筋品质等。
疲劳裂纹扩展模型可以通过实验或数值模拟进行研究。
二、混凝土结构的改进措施研究1. 混凝土材料改进混凝土的强度和耐久性是影响混凝土结构疲劳性能的重要因素。
为了提高混凝土的强度和耐久性，可以采用以下措施：(1) 使用高强度混凝土。
(2) 添加化学掺合料，如硅灰、粉煤灰等。
(3) 优化混凝土配合比，以提高混凝土的抗压强度和抗拉强度。
2. 结构设计改进混凝土结构的设计也是影响疲劳性能的重要因素。
为了提高混凝土结构的疲劳性能，可以采用以下措施：(1) 优化结构形式，减小应力集中，降低结构应力水平。
(2) 采用更好的钢筋品质和连接方式，以提高结构的抗拉强度和抗剪强度。
(3) 采用防震措施，以减小地震等自然灾害对结构的影响。
3. 养护管理改进混凝土结构的养护管理也是影响疲劳性能的重要因素。
钢筋混凝土柱低周疲劳损伤后的静力性能试验
第24卷 第2期2011年3月中 国 公 路 学 报China Journal of Hig hw ay and T ransportVol.24 No.2M ar.2011文章编号:1001-7372(2011)02-0062-08收稿日期:2010-07-04基金项目: 十一五 国家科技支撑计划项目(2006BAJ 27B02);国家西部交通建设科技项目(2009318223093)作者简介:韩 冰(1973-),男,黑龙江双城人,副教授,工学博士,E -mail:bhan@ 。
钢筋混凝土柱低周疲劳损伤后的静力性能试验韩 冰1,钟 铭2,王元丰1(1.北京交通大学土木建筑工程学院,北京 100044; 2.中国建筑科学研究院,北京 100013)摘要:针对当前公路混凝土桥梁中普遍采用的柱式桥墩的典型情况和地震作用形式,设计了试验模型和试验方法。
首先进行了低周疲劳试验,低周循环分为4个阶段,分别为弹性开裂阶段、屈服阶段和2类屈服后阶段。
然后在循环完成后分别进行静力推倒和轴心受压破坏试验,研究了柱式桥墩模型在反复荷载作用下的损伤发展以及循环完成后的承载能力和变形能力,并分析了剪跨比、轴压比和纵筋配筋率等对钢筋混凝土柱损伤发展的影响。
结果表明:水平低周疲劳效应对钢筋混凝土柱水平承载力的降低影响较大,对轴压承载力影响较小。
研究结论可为震后桥梁性能评估、加固提供理论支持。
关键词:桥梁工程;钢筋混凝土柱;模型试验;静力性能;低周疲劳;损伤;承载力中图分类号:U 448.34 文献标志码:AExperiment on Static Characteristic of Reinforced Concrete ColumnAfter Low -cyclic Fatigue DamageH AN Bing 1,ZH ONG M ing 2,WANG Yuan -feng1(1.Schoo l of Civ il Eng ineering,Beijing Jiaotong U niversity,Beijing 100044,China;2.China A cademy o f Building Resea rch,Beijing 100013,China)Abstract:Aimed at gener al sty le of pier w hich w as applied to highw ay co ncrete bridg e and acting feature of earthquake,test m odel and exper im ental method w ere desig ned.Firstly,low -cy cle fatigue test w hich inclued fo ur stages w as carried out.Fo ur steps of low -cycle lo ading w er e set inacco rdance w ith elastical cracking phase,yielding phase,and tw o phases after y ielding.A fter low -cy cle loading,static push -ov er tests and ax ial compressio n tests of the damag ed columns w ere carried out.Damage state,horizontal load -deformation and residual bearing capacity of column piers under iterative loading w ere studied.Based on the wo rk mentioned in abo ve,effects of shear -span r atio,ax ial load ratio and longitudinal reinforcement ratio on dam ag ed state of reinforced concr ete co lum ns w ere analyzed.Results sho w that the degeneration of horizo ntal bearing capacity of the column is sig nificantly influenced by ho rizontal low -cy cle fatigue effect after low -cy cle lo ading ,w hile the degener ation of v ertical bear ing capacity is little influenced by it.Research conclusions can pro vide theoretical suppo rt for evaluation and r einfor cement of bridge after seism.Key words:bridg e engineering;reinfo rced concr ete co lum n;model test;static characteristic;low -cycle fatigue;dam age;bear ing capacity0引 言各国学者进行了大量反复荷载作用下钢筋混凝土墩柱滞回试验,分别讨论了低周疲劳作用下柱的损伤发展和滞回特性[1-3],分析了轴压比[4]、抗力衰减规律[5]、裂面效应[6]、不同截面形状[7-8]的影响等,并通过所建立的恢复力计算模型[9-11]反映实际结构强度和刚度退化的力学性能。
混凝土结构的疲劳性能研究
混凝土结构的疲劳性能研究混凝土结构作为一种常见的建筑结构材料，在长期的使用中可能会受到疲劳载荷的影响，导致结构的损坏和失效。
因此，研究混凝土结构的疲劳性能，对于提高结构的可靠性和安全性具有重要的意义。
一、混凝土结构的疲劳载荷混凝土结构在使用中所受到的载荷分为静载荷和动载荷两种类型。
其中，动载荷包括振动荷载、冲击荷载、脉冲荷载以及疲劳载荷等。
疲劳载荷是指结构在长时间内受到反复交替的荷载作用，导致结构内部的应力产生变化，从而引起材料的疲劳破坏。
二、混凝土结构的疲劳损伤机理混凝土结构的疲劳破坏是由于长期受到反复载荷的作用，导致材料内部的微观裂纹逐渐扩展，最终引起结构的破坏。
具体来说，混凝土结构的疲劳损伤机理包括以下几个方面：1. 微观裂纹形成阶段：当混凝土结构受到疲劳载荷作用时，结构内部的应力会产生变化，从而导致微观裂纹的形成。
2. 裂纹扩展阶段：随着疲劳载荷的持续作用，微观裂纹逐渐扩展，最终形成宏观裂纹。
3. 破坏阶段：当裂纹扩展到一定程度时，混凝土结构就会出现明显的变形和破坏，从而导致结构的失效。
三、混凝土结构的疲劳试验方法为了研究混凝土结构的疲劳性能，需要进行相应的试验研究。
目前，常用的疲劳试验方法包括旋转梁试验、自由梁试验、拉伸试验、压缩试验、弯曲试验等。
其中，旋转梁试验是一种较为常见的方法，其原理是通过旋转梁的方式来模拟结构受到的疲劳载荷。
该试验方法可以用来研究混凝土结构在不同载荷水平下的疲劳寿命、疲劳裂纹扩展速率等性能指标。
四、混凝土结构的疲劳性能评价指标混凝土结构的疲劳性能评价指标主要包括疲劳寿命、疲劳极限、疲劳强度、疲劳裂纹扩展速率等。
其中，疲劳寿命指结构在一定载荷水平下能够承受的疲劳循环次数；疲劳极限指结构在疲劳试验中能够承受的最大载荷水平；疲劳强度是指结构在疲劳试验中的强度表现；疲劳裂纹扩展速率是指结构内部微观裂纹扩展的速率。
五、混凝土结构的疲劳性能改善方法为了提高混凝土结构的疲劳性能，可以采取以下几种方法：1. 采用高性能混凝土材料，提高结构的抗疲劳能力。
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钢筋混凝土柱疲劳损伤性能研究摘要：混凝土是现代建筑工程中最重要的结构材料之一。
许多混凝土结构除
受静力荷载作用外，还受到循环荷载的作用，这使得混凝土结构的疲劳破坏成为一个广泛关注的问题。
所以研究混凝土结构在循环荷载作用下的疲劳损伤规律，为混凝土结构的疲劳设计、检测与加固提供方法与依据，保证混凝土结构的疲劳安全，是一项很重要的课题。
关键词：混凝土疲劳
1、国内外研究现状
混凝土结构是当今世界上使用最为广泛的结构形式之一。
有些混凝土结构如桥梁、高速公路路面、飞机跑道、核电站安全壳、重力式采油平台等大型混凝土结构，除承受静力荷载作用外还受到车辆、飞机、核动力以及风、波浪、水流等周期性或非周期性交变荷载的反复作用。
试件或构件在反复荷载的作用下，材料内部产生随时间变化的交变应变与交变应力。
经足够的应变或应力循环后，损伤累积可使试件或结构材料产生裂纹，并使裂纹扩展，形成小片脱落或断裂形式的低于静强度的疲劳破坏。
当前混凝土结构疲劳研究的主要问题可分为三个方面。
从荷载方面，建立吊车梁、火车车辆、海洋平台等的荷载谱是进行可靠度分析的基础。
目前这方面的工作正在进行。
材料方面，研究混凝土
的多轴疲劳强度是一个热点。
因为工程实际中，混凝土的疲劳不仅在一个方向，有时两个方向，甚至三个方向均受到疲劳作用。
国际上，一些文献进行了双轴压及双轴拉压疲劳。
国内，大连理工大学进行了系统的双轴及三轴定侧压下的疲劳试验。
另外变幅疲劳和随机变幅疲劳也是材料疲劳特性的研究热点。
从分析理论方面，随着疲劳全过程分析和变幅疲劳的发展，产生了疲劳本构模型、疲劳累计损伤本构模型、概率理论和可靠度理论的应用。
近几十年，超声无损检测技术在检测混凝土强度、厚度、材料疲劳损伤和材料内部缺陷等方面有了更多的应用。
国内，采用超声波法、敲击法以及钻孔渗水试验相辅验证的综合检测方法，定量评价钢管混凝土的钢管内壁与混凝土之间是否密贴或者脱粘的程度。
用超声波检测不同龄期的混凝土强度，用超声波对测法对受硫酸盐腐蚀的混凝土强度进行了检测，建立了超声声速与受腐蚀混凝土强度之间的函数关系，为用超声波法检测受腐蚀混凝土强度提供了数学依据。
用超声波测量混凝土密实度并将其应用在在桥梁承载力评价中。
对一批不同龄期的掺粉煤灰或矿渣的钢纤维混凝土试件进行了超声波检测及抗压强度试验，表明超声波检测方法用于钢纤维混凝土无损检测是可行和适用的。
研究表明，超声法能够比较全面反映混凝土内部裂缝的扩展规律，有利于进一步研究混凝土的损伤力学机理。
2、混凝土超声波探伤研究
混凝土超声波探伤是指利用超声波在混凝土介质中声学参数的变化来确定混凝土内部缺陷的存在、大小、位置和性质。
混凝土超声波检测目前主要通过一个发射换能器重复发射超声脉冲波，让超声波在所检测的混凝土中传播，然后由接收换能器接收。
被接收的超声波转化为电信号后，再经超声仪放大，测量接收到的超声信号，并将声学参数显示在示波屏幕上。
当超声波经过混凝土中传播后，它将携带有关混凝土材料性能、内部结构及其组成的信息。
准确测定这些声学参数的大小变化，就可以推断混凝土的性能、内部结构及其组成情况。
采用超声波检测混凝土损伤和内部缺陷的基本依据是利用脉冲波在技术条件相同(混凝土的原材料、配合比、龄期和测试距离一致)的混凝土中传播的时间或速度、接收的波幅和频率等声学参数的相对变化来进行判断。
目前，在混凝土检测中常用的声学参数包括声速、波幅、频率和波形。
利用超声波探测材料及结构中的缺陷，依据的是超声波在材料传播时的一些特性，如声波在通过材料时能量会损失，在遇到两种介质的分界面时，会发生反射等等，常用的频率为0.5～25 mhz。
其主要过程由以下几部分组成：(1)用某种方式向被检测的试件中引入或激励超声波；(2)超声波在试件中传播并与试件材料和其中的物体相互作用，使其传播方向或特征被改变；(3)改变后的超声波又通过检测设备被检测到，并可对其进行处理与分析；(4)根据接收的超声波的特征，评估试件本身及内部存在的缺陷的特性。
以穿透法为例，穿透法通常采用两个探头，分别放置在试件两侧，一个将脉冲波发射到试件中，另一个接收穿透试件后的信号，依据脉冲波穿透试件后能量的变化来判断内部缺陷的情况。
当材料均匀完好时，穿透波幅度高且稳定；当材料存在一定尺寸的缺陷或存在材质的剧烈变化时，由于缺陷遮挡了一部分穿透声能，或材质引起声能衰减，可使穿透波幅度明显下降甚至消失。
通常用以发现缺陷并对缺陷进行评估的基本信息为：(1)来自材料内部各种不连续的反射信号的存在及幅度；(2)入射信号与接收信号之间的声传播时间；(3)声波通过材料以后能量的衰减。
与其他无损检测方法相比，超声波检测方法的主要优点有：(1)适用于金属、非金属、复合材料等多种材料制件的无损评价；(2)穿透能力强，可对较大厚度范围的试件内部缺陷进行检测，可进行整个试件体积的扫查。
如对金属材料，可检测厚度1～2 mm的薄壁管材和板材，也可检测几米长的钢锻件；(3)灵敏度高，可检测材料内部尺寸很小的缺陷；(4)可较准确地测定缺陷的深度位置，这在许多情况下是十分需要的；(5)对大多数超声技术的应用来说，仅需一侧接近试件；(6)设备轻便，对人体及环境无害，可作现场检测。
3、混凝土结构疲劳性能的研究方法简介
结构的疲劳破坏主要是因为混凝土内部产生了损伤，损伤不断积累，达到一定程度，使混凝土内部出现裂纹并不断扩展，形成混
凝土的破坏。
如果能通过某种方式评价混凝土内部损伤情况，而不破坏混凝土结构本身，为混凝土结构的疲劳设计或者加固提供依据，这无疑是一个很有意义的研究方向。
梁、柱及板为混凝土结构中的基本构件。
人们对基本构件梁的疲劳性能研究的比较多，而对柱、板的疲劳性能研究比较少。
本文以钢筋混凝土柱作为试件，通过超声波无损检测技术，获得与损伤有关的信息，获得评估混凝土结构内部损伤情况的损伤变量，对混凝土结构疲劳性能的研究方法做概述。
研究目的是对钢筋混凝土柱试件进行重复加载，通过超声波无损检测分析仪对其进行测试，获得与损伤有关的超声波波形信号、声时、速度等参数。
然后通过分析超声波参数的特征及变化，取得对钢筋混凝土柱内部损伤情况的分析与判定。
所使用的仪器疲劳试验加载仪器为液式压力试验机，；采用的获取超声波波形信号、声时、速度的试验仪器为与电脑相连的uta2000型非金属超声波无损检测分析仪。
实验的过程主要包括前期准备工作，疲劳试验以及后期分析。
前期的准备工作主要包括：静载试验、试验测点的布置。
通过试验获得了超声波波形、声时、速度等含有疲劳损伤信息的数据，为将来的钢筋混凝土柱疲劳截面损伤分析以及混凝土疲劳损伤分析提供了数据基础。
混凝土探伤的发展可以分为无损检测、无损诊断和无损评估三
个阶段。
无损检测阶段的任务是探测混凝土内部缺陷的有无；无损诊断阶段的任务是对缺陷的性质、位置、分布等参数给出定量数据。
无损诊断和无损检测可用于检测混凝土的完整性，评价缺陷处理的效果等。
无损评估阶段的任务是根据无损诊断阶段获取的缺陷定量信息、构件的受力条件和结构的整体特点等定量评估混凝土内部缺陷对于构件和结构工作性能的影响程度，可用于结构的安全性和耐久性评估。
通过大量实验表明：筋混凝土柱顶部的损伤变化最大。
不同应力水平下，钢筋混凝土柱的疲劳损伤变化规律相似。
钢筋混凝土柱的损伤程度为：顶部大于底部大于中部。
钢筋混凝土柱端部与底部容易形成应力集中区，所以端部与底部的损伤较大。
柱的端部在试验过程中与试验平台在接触与离开之间来回变化，而底部一直与试验平台接触而且还有重力的作用，形成柱端部的约束力小于柱底部的约束力，造成柱端部的损伤程度大于底部的损伤程度。
由同一应力水平时非浇筑面与浇筑面的损伤变量变化可以看出钢筋混凝土
柱浇筑面的损伤程度要大于非浇筑面。
不同应力水平时，规律相似。